Se os átomos, blocos de construção da matéria, são maioritariamente espaço vazio, por que motivo não podemos atravessar paredes? Dois princípios da física explicam.
Em filmes, como o Harry Potter, atravessar uma parede parece algo muito natural. Mas, no mundo real, tentar esses truques deixar-nos-iam com problemas no nariz.
Num artigo no Live Science, especialistas explicam os dois conceitos de física que tornam impossível andar através de materiais sólidos: repulsão eletromagnética e o princípio de exclusão de Pauli.
Um átomo tem um núcleo, que é feito de protões e neutrões, e eletrões que se movem à volta dele. A carga positiva dos protões e a carga negativa dos eletrões puxam um para o outro, mantendo o átomo unido.
Mas em mecânica quântica, o eletrão não se move num círculo arrumado. Em vez disso, forma uma espécie de nuvem — uma área difusa onde pode estar. Isto é chamado “uma nuvem de probabilidade”, explica Raheem Hashmani, estudante de doutoramento em física na Universidade de Wisconsin-Madison.
Esta nuvem não se move. Apenas fica ali, mostrando os lugares onde o eletrão tem maior probabilidade de ser encontrado.
A nuvem torna as extremidades do átomo carregadas negativamente. “Se eu tentar andar através de uma parede, os átomos no meu corpo vão ver os que estão na parede, e eles vão repelir-se uns aos outros“, disse, por seu turno, o físico na Universidade de Maryland, Steven Rolston.
Isso é chamado repulsão eletromagnética — como quando se tenta empurrar os mesmos pólos de dois ímanes juntos. Ao andar através de uma parede, os eletrões estão a interagir através de ondas eletromagnéticas. Estas ondas fazem parte das forças que impedem os átomos de se sobreporem e do porquê da matéria sólida permanecer e parecer sólida.
E se os átomos fossem empurrados ainda mais próximos uns dos outros? É aí que entra o princípio de exclusão de Pauli. Ele afirma que certas partículas, chamadas fermiões, não podem partilhar o mesmo estado de energia ou estar no mesmo lugar ao mesmo tempo. Eletrões são fermiões, então neste caso, os termos são intercambiáveis.
“Quando essas nuvens de eletrões começam a aproximar-se umas das outras, sobrepõem-se, o que significa que dois eletrões poderiam estar a partilhar o mesmo espaço físico. De acordo com o princípio de exclusão de Pauli, isso não é permitido”, explicou Hashmani.
Ambos os conceitos — o princípio de exclusão de Pauli e a repulsão electromagnética — impedem os átomos de ocuparem o mesmo espaço.
Sem eles, a matéria sólida como a conhecemos não manteria a sua forma. Em líquidos e gases, os átomos têm mais liberdade para se mover, mas as mesmas regras ainda se aplicam. Apenas impedem os átomos de se sobreporem, não de se moverem.
Apesar de ser quase 100% impossível objetos passarem uns através dos outros, a mecânica quântica oferece outra perspetiva, sublinhando que, tecnicamente, existe uma ínfima hipótese de isso poder acontecer. Mas não tente fazê-lo em casa. Cuidado com o nariz.
